[发明专利]土壤固化组合物及其制备方法和其应用

说明书

本发明属于材料学技术领域，具体涉及一种土壤固化组合物及其制备方法和其应用；所述土壤固化组合物包括有机组合物和无机组合物，其中，有机组合物由钛酸酯偶联剂5‑12份、月桂酰两性基二乙酸二钠0.1‑0.5份、十二醇硫酸钠0.1‑0.2份组成，无机组合物由素土75‑80份、硫酸盐5‑10份、无机纤维10‑15份组成；本发明的土壤固化组合物具有高效作用、长效耐用、经济环保的特点。

技术领域

本发明属于材料学技术领域，具体涉及一种土壤固化组合物及其制备方法和其应用。

背景技术

固化剂能够胶结土壤颗粒，改良土壤的力学性质。向土壤中添加固化剂形成的土壤铺设材料，相较混凝土铺设材料或柏油铺设材料而言，具有更好的使用、环保和经济性能。

传统土壤固化剂以石灰、水泥、工业废渣、激发剂为原料，能够与土壤颗粒相互黏附，使土壤团粒化。然而，传统土壤固化剂仍有如下须解决的问题。首先，当土壤含水量≥40％时，为使土壤的力学强度符合施工要求，须增加土壤固化剂的用量，这样会使施工成本大幅增加。其次，激发剂存在污染土壤及地下水的潜在危险，会增大环境负荷。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种在保证土壤固化效果的前提下，兼具优良经济性能和环保性能的土壤固化组合物。

一种土壤固化组合物，所述土壤固化组合物包括有机组合物和无机组合物，其中，有机组合物：无机组合物的质量比为(3-1)：(1-3)，优选的，有机组合物：无机组合物的质量比为1：1。

本发明的优选技术方案中，所述有机组合物由钛酸酯偶联剂5-12份、月桂酰两性基二乙酸二钠0.1-0.5份、十二醇硫酸钠0.1-0.2份组成，无机组合物由素土75-80份、硫酸盐5-10份、无机纤维10-15份组成。

本发明的优选技术方案中，所述有机组合物由钛酸酯偶联剂8份、月桂酰两性基二乙酸二钠0.1份、十二醇硫酸钠0.1份组成，无机组合物由素土75份、硫酸盐5份、无机纤维12份组成。

本发明优选的技术方案中，所述月桂酰两性基二乙酸二钠的pH值为8.0-10.0。

本发明优选的技术方案中，所述素土的粒度为60-80目。

本发明优选的技术方案中，所述硫酸盐为硫酸钙或硫酸钠。

本发明优选的技术方案中，所述无机纤维为碱性玻璃纤维或硅酸铝纤维，无机纤维的长度为1mm-1.2mm。

本发明技术方案中，以无机纤维与素土为载体，可以平衡土壤的固化强度，其多孔结构能够持久地逐渐吸收土壤中的水分并吸附各类有机物。

其中，无机纤维一方面分散性优异，无抱团现象，可在低速搅拌下分散，混合后形成三维网状结构，能增强系统的支撑力和耐久力，提高系统的稳定性、强度、密实度和均匀度，进而提高土壤的和易性与保水性。另一方面，抗生物稳定性高，耐高温，耐碱腐蚀，拉伸强度和耐磨强度较高，可提高土壤动态抗开裂性。再一方面，单价为6元/kg，质优价廉。

其中，素土一方面可以就地取材，减少了转运成本。另一方面其表面的多孔结构能够均匀吸附钛酸酯偶联剂与硫酸盐，且具有较好的吸水性，能够降低土壤的含水率，同时还能其抗压强度以及侵蚀能力。此外，该混合物还能够吸附道路建设过程中产生的有害物质，减少环境污染。

钛酸酯偶联剂具有两性结构，一方面其分子中的烷氧基可与无机物表面的化学基团反应，烷氧基夺取无机物表面的质子，该质子来源于无机物中的结合水(包括结晶水、化学吸附水和物理吸附水)，而形成牢固的化学键合。另一方面，其分子中的三个长链基团可与有机物分子发生化学交联或物理缠绕，通过1)提高粘接力和/或2)改进浸润性、流变性和其它操作性能和/或3)增强有机相与无机相的边界层等作用，从而把有机物和无机物两种性质不相同的材料牢固结合起来，提高了土壤强度。